[发明专利]一种飞行器质心平衡供油方法

权利要求书

1.一种飞行器质心平衡供油方法，其特征在于包括以下步骤：

①构建飞行器坐标系O(t)-X(t)Y(t)Z(t)，获取飞行器参数以及飞行轨迹和俯仰角参数θ(t)，所述飞行器参数以及飞行轨迹参数包括：飞行器不载油时重量M，飞行器油箱总数I，第i个油箱内部长、宽、高a_i,b_i和c_i；第i个油箱的输油上限U_i，副油箱数量I₁，最大同时供油油箱数P，最大同时供油主油箱数Q；第t秒最低需求油耗V_ic(t)，飞行器瞬时质心飞行器理想最佳质心位置

②建立飞行器质心平衡供油模型并确定其约束条件；

201当飞行器在t时刻第i个油箱的供油速度为v_i(t)，从t时刻起第i个油箱供油时间为T_i(t)，则有：

定义0-1变量e_i(t)，若v_i(t)＞0，e_i(t)＝1，若v_i(t)＝0，e_i(t)＝0，则有：

202飞行器的油箱内剩余油V_S满足：

其中V_i0为第i个邮箱初始油量，V_i(t_e)为t_e时刻第i个油箱的瞬时载油量；

③通过对目标参数迭代，调控质心位置达到动态平衡，即将调控方法对应成质心平衡供油方法；

301搜索满足条件的初始载油量集合；

读入飞行器最低需求油耗V_ic(t)，根据约束条件，以为搜索步长，初始载油量计算得到的瞬时质心位置与第一个理想质心位置的欧氏距离小于许用最大质心偏离距离L_g，即：

搜寻满足式(一)的初始载油量组合集合V₀＝{V_i0(n₁)|i＝1:I,n₁＝1:N₁}，其中N₁为满足条件的初始载油量组合的个数，按初始质心偏离距离从小到大排序，并令n₁＝1；

302计算包含时刻值，俯仰角和质心位置的拐点集合；

读入飞行器的俯仰角θ(t)和飞行器理想最佳质心位置数据，对飞行器俯仰角曲线θ(t)和理想质心位置曲线进行二阶求导θ(t)″,由其求得的二阶导数获得一组包含时刻值，俯仰角和质心位置的拐点集合：

d_j＝[t_j θ_j x_j y_j z_j] (五)

将拐点集合记为TU＝{d_j|0≤j≤N}，N为特殊点个数，则相邻两个特殊点之间的时间间隔表示为Δt_j＝t_j-t_j-1；

303离散各特殊点间的供油量；

由302计算出在该Δt_j(Δt_j＞T₁)时间段内，各个油箱的供油量上限值将连续变化的供油量离散为N₂份，即第i个油箱在第j到j+1个特殊点之间的实际供油量为：

其中n₂＝1,2,...,N₂；

304取第n₁种初始载油组合作为该次循环的各油箱载油量，当继续执行305；当跳至307；

305筛选第n₂个特殊点满足步骤②所述约束条件的各油箱供油方案，计算该拐点处飞行器质心位置与理想质心位置的欧式距离，满足

再按总耗油量排列，选取总耗油量最少的G个方案；

306当n₂＜N₂，将第n₂个特殊点的剩余油量作为下一个点的初始油量，重复步骤305；当n₂＝N₂，计算挑选出来中方案的飞行器瞬时质心与飞行器理想最佳质心位置的最大距离值最小的一组，并将其赋值给许用最大质心偏离距离L_g，即：

307选取使该次飞行任务中飞行器最大质心偏离距离最小的一组，即满足的一组，作为该次飞行任务的最佳供油方案。